Question

水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质．请回答下列问题：

（1）水质优劣直接影响人体健康．天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是          （填两种物质的名称），其净水作用的原理是                

（2）水的净化与软化的区别是                

（3）硬度为1°的水是指每升水含10mg CaO或与之相当的物质（如7.1mg MgO）．若某天然水中c（Ca²⁺）=1.2×10^﹣3mol/L，c（Mg²⁺）=6×10^﹣4mol/L，则此水的硬度为                ．

（4）若（3）中的天然水还含有c（HCO₃^﹣）=8×10^﹣4mol/L，现要软化10m³这种天然水，则需先加入Ca（OH）₂          克，后加入Na₂CO₃          克．

（5）如图是电渗析法淡化海水的原理图，其中，电极A接直流电源的正极，电极B接直流电源的负极．

①隔膜A是           （填“阴”或“阳”）离子交换膜；

②某种海水样品，经分析含有大量的Na⁺、Cl^﹣，以及少量的K⁺、SO₄^2﹣．若用上述装置对该海水进行淡化，当淡化工作完成后，A、B、C三室中所得溶液（或液体）的pH分别为pH_a、pH_b、pH_c，则其大小顺序为        ．

Answer

（1）明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁；铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体，使其聚沉，达到净化目的；（2）水的净化是用混凝剂（如明矾等）将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子；（3）10°；（4）740；1484；（5）①阴离子交换膜；②pHa＜pHb＜pHc．

【解析】（1）混凝剂是吸附水中的微小悬浮颗粒，凝聚成较大的颗粒，而快速沉降的主要作用，要具备水解生成胶体的性质，所以常有铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，如明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁等，

（2）水的净化是除去悬浮性杂质，一般用明矾进行；水的软化是降低Ca2+、Mg2+的浓度，方法很多，有离子交换法、石灰纯碱法等，

（3）某天然水中c（Ca2+）=1.2×10﹣3mol•L﹣1，c（Mg2+）=6×10﹣4mol•L﹣1，硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质（如7.1mgMgO）；1L水中钙离子物质的量=1.2×10﹣3mol，相当于CaO质量=1.2×10﹣3mol×56g/mol=67.2mg，1L水中镁离子物质的量=6×10﹣4mol，相当于氧化镁质量6×10﹣4mol×40g/mol=24mg，所以水的硬度=+=10°故答案为：10°；

（4）10m3这种天然水水中含有钙离子物质的量=10×103L×1.2×10﹣3mol•L﹣1=12mol；镁离子物质的量=10×103L×6×10﹣4mol•L﹣1=6mol；碳酸氢根离子物质的量=10×103L×8×10﹣4mol•L﹣1=8mol；加入氢氧化钙发生的反应为：

Mg2++2OH﹣=Mg（OH）2↓ HCO3﹣+OH﹣=CO32﹣+H2O

1 2 1 1 1

6mol 12mol 8mol 8mol 8mol

共需氢氧根物质的量20mol；

需要Ca（OH）2物质的量10mol，氢氧化钙质量为74g/mol×10mol=740g，

水溶液中Ca2+物质的量为12mol+10mol=22mol，

其中需要加入的 碳酸根离子为22mol﹣8mol=14mol，需要碳酸钠的质量为14mol×106g/mol=1484g，

故答案为：740；1484；

（5）①阴离子交换膜只允许阴离子自由通过，阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，隔膜A和阳极相连，阳极是阴离子放电，所以隔膜A是阴离子交换膜，故答案为：阴离子交换膜；②电解池的阴极是氢离子放电，阳极是氢氧根离子放电，隔膜A是阴离子交换膜，隔膜C是阳离子交换膜，则导致A室显酸性，B室显中性，C室显碱性，所以pH大小顺序为：pHa＜pHb＜pHc，故答案为：pHa＜pHb＜pHc．